Тепловой аккумулятор Советский патент 1981 года по МПК F24J3/02 

(54) ТЕПЛОВОЙ АККУМУЛЯТОР

I

Изобретение относится к области гелиотекники и может быть использовано для аккумулирования тепла в системах гелиотеплоснабжения.

Известен тепловой аккумулятор, содержащий корпус с входными и выходными патрубками зарядки и разрядки, причем выходной патрубок зар5щки расположен в нижней части корпуса, а патрубки раэр51дки - в верхней части последнего ,

Распределение поступающего в указанный аккумулятор теплоносителя по высоте определяется его температурой, температурными условиями в аккумуляторе, геометрией перегородок, расположенных в корпусе, а также скоростью теплоносителя на входе в аккумулятор.

К недостаткам этого аккумулятора от носится то, что вследствие незамкнутое- ти отсеков, образуемых перегородками, происходит перемешивание поступакэщего нагретого теплоносителя, который при подъеме частично отдает тепло окружающей среде, а следовательно, снижает свою

температуру и не достигает по высоте уровня, соответствующего его первоначальной температуре на входе в аккумулятор.

При этом ухудшаются условия стратификации в аккумуляторе и снижается его диодностъ, ухудшаются тепловые характеристики аккумулятора.

Вследствие, значительного числа факторе, определяющих стратификашпс, продставляется также весьма сложным расчет требуемой геометрической формы и размеров перегородок, распредепяюших поступающий в аккумулятор теплоноситепь по высоте в зависимости от его 1емп ературы ,

Цель изобретения - улучшение тепловых характеристик аккумулятора путем автома- гизашш подачи нагретого теплоноси-гепя на необходимую высоту в зависимости от его температуры.

Поставленная цель достигается тем, что аккумулятор дополнительно содержит расположенную внутри корпуса питательную камеру, подсоединенную входом к входному патрубку зарядки посредством гибкого шланга и снабженную на выходе обратным клапаном, питательная KaMepte снабжена расположенной внутри нее нерфорированной перегородкой и снабжена герметичной емкостью, заполненной возду хом или отвакуумироеа1шой. Ш фиг. 1 изображен аккумулятор при отсутствии подачи теплоносителя, на фиг. 2 - то же, при подаче теплоносителя с температурой, превышающей темпера туру теплоаккумулируюшей среды в аккумуляторе, на фиг. 3 изображена питательная камера, содержащая перфорирсюан ,ную перегородку; на фиг, 4 - тепловой аккумулятор с питательной камерой, содержащей обратный клапан и герметичную полость, на фиг. 5 - сечение А-А фиг.4. На фиг. 6 дан вариант крепления питательной камеры. Тепловой аккумулятор содержит корпус 1 с входными и выходными патрубками 2 и 3 зарядки и 4 и 5 разрядки, причем выходной патрубок 3 зарядки расположен в нижней части корпуса 1, а пав-рубки 4 и 5 разрядки - в верхней час ти последнего. Аккумулятор дополнительно содержит расположенную внутри корпуса 1 питател ную камеру 6, подсоединенную входом к входному патрубку 2 зарядки пocpeдcтвo гибкого шланга 7 и снабженную на выходе обратным клапансяи 8. Питательная камера 6 снабжена распо ложенной внутри нее перфорированной перегородкой 9 и снабжена герметичной емкостью 1О, заполненной воздухом или отиакуумированной. Аккумулятор содержит направляющие стойки 11, установленные верт:шально внутри корпуса. Кольца 12 прикреплены к питательной камере 6 и надеты на стойки 11. Питат льная камера может содержать противов 13, соединенный с ней тросом 14, перекинутым через шкивы 15, закрепленные на стойках 11 (фиг. б). Те пловой аккумулятор работает следующим образом. Перед началом работы тепловой аккумулятор разряжен, подача нагретого теплоносителя отсутствует; температура теплоносителя, заполняющего питательну камеру 6, равна температуре теплоаккумулирующей среды, обратный клапан 8 закрыт. Питательная камера 6 при этом занимает самое нижнее положение в кор пусе. При подаче нагретого теплоносителя через патрубок 2 гибкий шланг 7 в пита ельную камеру 6 обратный клапан откывается под напором теппоносителя, и олодный теплоноситель вытесняется из питательной камеры 6 в корпус 1, Холодый теплоноситель через патрубок 3 заирается на нагрев теплоносителем, пи ательная камера, начинает под воздейстием возникшей выталкивающей силы переещаться вверх. Размеры питательной камеры выбиратся таким образом, чтобы вес ее с запопняюгсим ее теплоносителем был меньше веа части теплоаккумулирующей среды, выесняемой камерой. Так как в первоначальный момент температура теплоаккумулируюшей среды одинЁжова по всему объему, то питательная камера б поднимается .в самую верхнюю часть корпуса 1, и нагретый теппоноситель поступает вверх аккумулятора и забирается через патрубок 4 на нужды Отопления, а отработавший теппоноситель возвращается в аккумулятор через патрубок 5. В результате одновременно происходя ших процессов разрядки и зарядки аккумулятора в нем происходит температ рное расслоение теппоаккумупируютей среды по высоте корпуса 1. При изменении температуры теплоносителя, поступающего в питательную камеру 6, она будет смешаться по высоте на уровень, на котором температура теп- ,„ лоаккумулирующей среды будет равна температуре теплоносителя, выходящего иа питательной камеры 6, При этом каждому значению температу ры теплоносителя, выходящего из питательной камеры 6, будет соответствовать определенная высота, на которой теплоноситель будет поступать в корпус 1, Питательная камера б будет находиться на этой высоте до тех пор, пока не изменится температура поступающего теплоносителя, т.е, пока вес питательной камеры б с заполняюЮ11;им ее теплоносителем будет равен весу вытесняаугой ею части теплоаккумулирующей среды. При прекращении подачи теплоносителя через патрубок 2, клапан 8 закрьшается и обратная циркуляция через питательную камеру 6 оказьшается невозможной, в каком бы положении она не находилась. Это исключает потери тепла из аккумулятора и обеспечивает его диодность. С целью исключения влияния веса и размера самой питательной камеры на ее перемещение в зависимости от темпера58Tjpbt, ока ;ожет быть выполнена с проти воиесом J ;, равным ей по весу и соединенным с ней гибким тросом 14, перекинутым через шкивы 15, закрепленные на вертикальных стойках 11, установленных внутри корпуса 1 аккумулятора. Таким образом, в тепловом аккумуляторе тепловые карактеристики улучшаются за счет подачи нагретого теплоносителя на высоту, определяемую условиями стратификации в нем. Формула изобретения 1. Тепловой аккумулятор, содержащий корпус с входными и выходными патрубками оарядки и разрадки, причем выходной патрубок за зядки расположен в нижней части корпуса, а патрубки разрядки в верхней части последнего, о т л и ч а ю И и и с я тем, что, с целью улучшения тепловых характеристик аккумулятоfc./ 4 pa путем автсйлатизашп подачи нагретого теплоносителя на необходимую высо1у в зависимости от его температуры, аккумулятор дополнительно содержит расположен 1УЮ внутри корпуса питательную камеру, подсоединенную входом к . солному патрубку зарядки посредством гибкого шланга и снабженную на выходе обратным клапаном. 2.Аккумулятор по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я т&л, что, с Целью равномер ного распределения поступающего теплоносителя в объем питательной камеры, последняя расположенной внутри нее перфорированной перегородкой. 3,Аккумулятор по п. 1, о т л и ч а ющ и и с я тем, что питательная камера снабжена герметичной емкостью, заполнен - ной воздухом или отвакуумированной. Источники информации, принять е во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № по заявке. № 2503645/06, кл. Р24 3/02, 1977.

, Y - / / - Y j у У

Jd. г , г г г, г

Фи2.г

Ч

г%

фуг.З

Al

Фаг.

/4 15 1Ь

А-А

а

2- /2Фиг. 5

.4

Ъ ь

4J

// //

Фиг. 6